随着污泥产量快速增长,污泥处理处置行业也迅速发展。但我国目前的污泥处置能力仍旧不足,污泥处置有着广阔的发展空间。固体废物高温气化熔融技术因其减量效果好、二次污染小、熔渣可资源化等优点而具有广泛的应用前景,并且在国外已有一定应用。虽然污泥直接单独处理难度较大,但对污泥进行协同处置(如污泥与煤、垃圾混合掺烧发电、水泥窑协同处置等)已取得了一定进展和应用。因此对污泥进行合理配伍后得到均一稳定的污泥衍生燃料(SDF),并对其进行高温气化熔融处置将是一个可行的路线。本文以工业污泥衍生燃料SDF的气化熔融技术开发与应用为背景,从SDF在气化熔融炉中的床层特性入手,首先进行了气流通过散料层的床层阻力特性研究和负载压力下的热环境模拟研究。在此基础上,对SDF中试气化熔融炉和系统工艺参数进行了设计,并进行了系统物料衡算和能量衡算。根据理论研究结果,进一步在SDF气化熔融中试装置上进行了 SDF气化熔融的中试试验特性的初步研究。床层阻力特性和热环境测试表明,气化熔融炉设计料层高度可以抵抗上方物料压迫作用,并在后续的中试试验中得到了进一步的验证。气流通过散料层的测试表明SDF的物理形状在随机入炉过程中的叠放方式下的空隙率能保证入炉的空气量并维持微正压运行。搭建完成的SDF气化熔融中试试验系统的处理量为1.5 t/d,主要包括控气系统、气化熔融系统、状态监测系统和残渣回收系统。对SDF的气化熔融处理进行了初步的中试试验。对气化熔融过程中的烟气污染物和熔融后的熔渣进行了分析,结果表明烟气中二噁英类物质含量仅为0.01 TEQ ng/m3;熔渣毒性浸出试验表明,熔融处置后大多数重金属都能得到有效固化,浸出浓度远低于国家标准所规定的上限。并对熔渣制备免烧砖的可行性进行了初步研究,70%掺渣量下免烧砖可达到混凝土实心砖(GB/T 21144-2007)中MU15等级要求。此外还获得了一系列中试试验过程状态数据,并观测到炉体运行过程中的薄弱环节,为后续气化熔融系统的设计改造和扩大生产提供了技术依据。研究结果表明工业污泥衍生燃料SDF气化熔融技术可实现污泥处置的无害化、减量化、资源化预期目标,具有良好的应用前景。